Braunes Fett: McGill findet zweiten Wärmeschalter

Braunes Fettgewebe verbrennt Kalorien um Wärme zu erzeugen, weißes Fett speichert sie nur. Wie dieser Verbrennungsprozess ausgelöst wird, ist nur teilweise bekannt. Forscher der McGill University haben jetzt entschlüsselt, wie ein zweiter, seit Jahren rätselhafter Wärmemechanismus im braunen Fett aktiviert wird. Der Schlüssel ist Glyzerol, ein Nebenprodukt des Fettabbaus, das bisher unter dem Radar lag. Die Studie von Erstautor Mohammed Faiz Hussain und seinem Betreuer Lawrence Kazak erschien im Mai 2026 in Nature.

Was ist braunes Fett überhaupt?

Erwachsene Menschen haben 20 bis 100 Gramm braunes Fettgewebe, hauptsächlich im Nacken- und Schulterbereich sowie entlang der Wirbelsäule. Säuglinge haben davon deutlich mehr, bis zu fünf Prozent ihres Körpergewichts, weil sie ihre Körpertemperatur noch nicht durch Zittern regulieren können. Das Besondere an braunem Fett ist sein außergewöhnlicher Reichtum an Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Diese verbrennen Energie nicht um den universellen Zellbrennstoff ATP herzustellen, sondern um direkt Wärme freizusetzen.

Fünfzig Gramm aktiv arbeitendes braunes Fett verbrauchen bis zu 400 Kilokalorien pro Tag, das entspricht etwa einem 45-minütigen Dauerlauf. Im Erwachsenenalter ist braunes Fett oft inaktiv und muss erst durch Kältereize stimuliert werden. Wie viel therapeutisches Potenzial darin steckt, ist Gegenstand intensiver Forschung.

Warum dieser Befund jetzt wichtig ist

Bisher kannten Wissenschaftler nur einen Aktivierungsmechanismus für braunes Fett: das 1978 erstmals charakterisierte Protein UCP1 (uncoupling protein 1). UCP1 entkoppelt die Mitochondrien so, dass Energie als Wärme statt als ATP freigesetzt wird. Dass es einen zweiten Wärmeweg geben muss, war seit Jahren klar: Mäuse ohne das UCP1-Gen können in der Kälte immer noch Wärme produzieren, was auf einen alternativen Mechanismus hindeutet.

Dieser alternative Weg heißt "futile creatine cycle", ein biochemischer Kreislauf der ebenfalls Wärme freisetzt. Wie er aktiviert wird, war unbekannt. Hussain und Kazak vom Rosalind and Morris Goodman Cancer Institute der McGill University haben diese Frage jetzt beantwortet. Wenn braunes Fett bei Kälte Fettsäuren abbaut, entsteht als Nebenprodukt Glyzerol. Dieses Glyzerol bindet an das Enzym TNAP (tissue non-specific alkaline phosphatase), in einer Region die Forscher "Glyzerol-Tasche" nennen. Diese Bindung aktiviert TNAP, das dann den futile creatine cycle in Gang setzt.

Was das konkret bedeutet

Das klinische Interesse ist groß. In Deutschland sind 53,2 Prozent der Bevölkerung übergewichtig oder adipös. Weltweit leiden 9,8 Prozent der Erwachsenen an Diabetes, etwa 80 Prozent davon durch Adipositas bedingt. Das Team um Kazak identifizierte bereits mehr als 50 potenzielle Medikamentenkandidaten, die TNAP über die Glyzerol-Tasche aktivieren könnten.

Ein weiteres Anwendungsfeld eröffnet sich bei Knochen: TNAP spielt auch bei der Knochenmineralisierung eine Rolle. Menschen mit bestimmten natürlichen Genvarianten in der Glyzerol-Tasche des Enzyms zeigen geringere Knochenmineraldichte. Das eröffnet einen Pfad für die Behandlung der seltenen Knochenkrankheit Hypophosphatasia, die derzeit kaum Therapieoptionen hat. Kazak sieht diesen Bereich kurzfristig als erstes klinisches Anwendungsgebiet, die Adipositas-Forschung als mittelfristiges Ziel.

Im Vergleich: Braunes Fett zwischen alter Entdeckung und neuer Therapie

Die Entdeckung von UCP1 im Jahr 1978 brauchte rund vier Jahrzehnte bis zur klinischen Nutzung. Erst in den 2020er Jahren wurde klar, dass GLP-1-Agonisten wie Semaglutid (Ozempic, Wegovy) und Tirzepatid (Mounjaro) unter anderem auf braunes Fett wirken. Infrarotaufnahmen nach GLP-1-Behandlung zeigen erhöhte Wärmeabgabe genau über den Körperstellen, an denen braunes Fett sitzt. GLP-1-Agonisten wurden 2021 von der FDA für die Behandlung von Adipositas zugelassen. In klinischen Studien verloren Teilnehmer im Schnitt 15 bis 20 Prozent ihres Körpergewichts.

Diese Medikamente wirken auf mehreren Wegen gleichzeitig, die Aktivierung von braunem Fett ist dabei nur einer. Kazaks Entdeckung legt jetzt einen anderen Schalter offen: spezifischer, direkter und möglicherweise ohne die bekannten Nebenwirkungen von GLP-1-Agonisten wie Übelkeit und Muskelmasseverlust.

Drei Schritte bis zum möglichen Medikament

Die Studie lief an Mäusen, was den Weg zur klinischen Anwendung mit klaren Hürden pflastert. Erstens muss das Team zeigen, dass der Mechanismus beim Menschen genauso funktioniert. Erste Hinweise existieren: Menschliche Genvarianten in der TNAP-Glyzerol-Tasche korrelieren mit niedrigerer Knochenmineraldichte, was auf Relevanz beim Menschen hindeutet. Zweitens braucht es Medikamentenkandidaten, die spezifisch an der Glyzerol-Tasche andocken ohne andere TNAP-Funktionen zu stören. Das Team nennt mehr als 50 mögliche Kandidaten, ohne konkrete Verbindungen zu benennen. Drittens muss das Sicherheitsprofil überprüft werden: TNAP ist an mehreren Stoffwechselwegen beteiligt, gezielte Modulation erfordert hohe Selektivität.

Kazak beschreibt den Befund als "erste Identifikation, wie ein alternativer wärmeerzeugender Weg aktiviert wird, unabhängig vom klassischen System". Die Timeline bis zu Phase-I-Studien am Menschen schätzen Experten auf mehrere Jahre. Dass der Glyzerol-Selbstverstärkungseffekt erst jetzt entdeckt wurde, fast 50 Jahre nach UCP1, zeigt wie viel im braunen Fett noch unbekannt ist.